风机转子不平衡诊断及处理

南京中材水泥备件有限公司徐春亮

风机在水泥生产线中是应用十分普遍的设备，风机在运行中经常出现振动故障，这是影响水泥生产线正常运行和安全生产的重要因素之一。风机出现振动故障按其原因来分析，属于转子质量不平衡的约占80%。因此，当不平衡振动故障出现时，应迅速做出正确的诊断，对于排除转子故障具有重要的意义。

造成风机转子不平衡原因

风机转子不平衡是风机运行中最常见的故障。因此，保持风机转子的平衡，是消除风机转子机械振动、保证风机正常运行的一项重要措施。

造成转子质量不平衡的原因主要有：运行中叶轮叶片的局部腐蚀与磨损；叶片表面结垢出现凝霜；风机翼型空心叶片局部磨穿进入飞灰；叶轮上的平衡块质量与设置位置不对；检修后未进行运动、静平衡；叶轮强度不足造成叶轮开裂或变形、叶轮上零件松动或连接件不紧固等。这些因素均可导致转子产生剧烈振动。

引风机叶轮产生不平衡以叶轮的磨损占多数。这是由于少量大颗粒和许多微小粉尘颗粒随同高温、高速的烟气一起通过引风机，使叶轮遭受连续不断冲刷的缘故。在叶片出口处形成刀刃状磨损。由于这种磨损是不规则的，就造成了叶轮的不平衡。另外，叶轮表面在较高温度下作业，容易氧化，生成厚厚的氧化皮。这些氧化皮与叶轮表面的结合力并不是均匀的，某些氧化皮受振动或离心力的作用会自动脱落，这也是造成叶轮不平衡的一个原因。

排粉风机由于叶轮受煤粉的冲刷，也容易造成叶轮的不平衡。

转子不平衡振动的特征

转子不平衡振动特征通过振动频谱分析，可以辨别各种振动频率的幅值大小和引起振动的主要频率成分，多数情况下可以推断出振动原因和故障类型。

转子不平衡引起振动的特征：振动稳定性比较好，对负荷变化不敏感；振幅不随负荷增减而变化，但与转速高低相关联。随转速升高而增大，振动频率与转速频率相等；振动值以水平方向为最大，而轴向很小，并且轴承座承力轴承处振动大于推力轴处；空心叶片内部粘灰或个别零件未焊牢而位移时，测量的相位角值不稳定，其振动频率为30%-50%工作转速，这是与其他类似振动故障区别的方法。

如果工作转速下存在较大的基频振动，并且已经排除了轴承座动刚度不足、联轴器连接的转子不同心或平直度偏差过大、轴径不圆等故障，那么，就可以做出引起工作转速下振动过大的原因是转子不平衡的诊断。

如果需要进一步确定不平衡的原因，还可深入观测振动是缓慢增加还是突然增加的。在通常情况下，风机叶片结垢凝霜是需要一段时间的，所以振动是随着时间延长而逐渐增大的。如果结垢的质量较大，出现了部分脱落的情况，将使转子振动突然增大。

转子不平衡的处理

因为叶片的积灰不均匀导致叶轮质量分布不平衡，通常只需把叶片上的积灰或凝霜铲除，叶轮又将重新达到平衡，从而减少风机的振动；因为叶片腐蚀或磨损引起的振动，此时的处理是清除杂质，修补叶片，但严重时必须更换叶片或叶轮；因为当叶轮上的平衡块质量与设置位置不对造成振动时，则需要进行静平衡的调整。实施方法是在不平衡的对称位置上安放一个重量相等的校对重量，使转子的重心 回复到旋转轴线上。

在转动状态下，如果转子的挠曲变形所产生的附加不平衡可以忽略，就称这种转子为刚性转子；相反，称柔性转子。水泥生产线上常用风机出现的故障，可以当作单平面刚性转子的不平衡问题。其解决办法是在一个平面上加重，就可以使支承转子的两个轴承振动都达到满意。这是由于加重平面与转子失衡面基本相符，通过单个面的加重，可以使转子达到力和力偶的平衡。

试加重量是否合适，关系到转子平衡成败与否。试加重量不合适的一般表现都是偏小，偏小会导致转子平衡失败。但试加重量偏大，则有可能引起事故。为了确保风机的安全并使转子平衡顺利进行，则需要采用合适的试加重量。合适的试加重量包括重量大小和加重方向两个方面，以完成现场平衡调整。

现场动平衡试验

现场动平衡技术是一种实用的维修技术，可以简便、快捷、经济地解决不平衡问题。现场动平衡不用拆下传动轴，减轻了劳动强度，节省了检修时间，并能消除传动轴和电动机转子残余不平衡的积累结果。

利用VM-9503型振动数据采集分析仪，就能够正确分析风机转子不平衡引起的振动故障，并进行现场动平衡试验。

摘自《中国建材报》2013年5月21日